Der ADAQ4224 ist eine μModule®-Präzisions-Signalpfadlösung für die Datenerfassung (DAQ), die den Entwicklungszyklus eines Präzisionsmesssystems verkürzt, indem Probleme beim Signalpfaddesign im Zusammenhang mit Komponentenauswahl, Optimierung und Layout vom Entwickler auf das Gerät übertragen werden. Mit einem garantierten maximalen INL von ±1,0 ppm und keinen fehlenden Codes bei 24 Bit erreicht der ADAQ4224 eine unvergleichliche Präzisionsleistung von −40 °C bis +105 °C.
Unter Verwendung der System-in-Package--Technologie (SIP) vereint der ADAQ4224 die gängigen Signalverarbeitungsblöcke, die in einer Datenerfassungslösung benötigt werden, in einem kompakten, 14 mm × 9 mm großen 178-Ball-CSP_BGA-Gehäuse mit 0,8-mm-Raster.
Der ADAQ4224 integriert Folgendes:
- Ein rauscharmer Instrumentenverstärker mit programmierbarer Verstärkung (PGIA) und hoher Bandbreite.
- Ein Anti-Aliasing-Filter zweiter Ordnung.
- Ein rauscharmer, verzerrungsarmer ADC-Treiber mit hoher Bandbreite.
- Ein hochpräziser 24-Bit-A/D-W mit 2 MSPS SAR (Successive Approximation Register) .
- Ein elektrisch isolierter, I2C-kompatibler Temperatursensor mit einer hervorragenden Genauigkeit von maximal ±1 °C.
- Ein 1,8-V-Low-Dropout-Regler (LDO).
- Leistungskritische Passive.
Der ADAQ4224 enthält die kritischen passiven Komponenten mit überlegenen Anpassungs- und Drifteigenschaften unter Verwendung der iPassive®-Technologie von Analog Devices, Inc., um temperaturabhängige Fehlerquellen zu minimieren und eine optimierte Leistung zu bieten. Durch die Integration der kritischen Stromversorgungs- und Referenz-Ableitkondensatoren wird die Empfindlichkeit gegenüber dem Platinenlayout auf Systemebene reduziert. Durch die Verringerung des Platzbedarfs der Lösung können mehr Funktionen in das System integriert werden, so dass bei Geräten mit kleinerem Formfaktor keine Leistungseinbußen in Kauf genommen werden müssen.
Die Systemintegration löst viele Designherausforderungen, während das μModul weiterhin die Flexibilität eines konfigurierbaren PGIA bietet, um Verstärkungs- oder Dämpfungsanpassungen zu ermöglichen, und die Erfassung sowohl von unsymmetrischen als auch von differenziellen Signalen unterstützt. Die schnelle Einschwingzeit der PGIA- und ADC-Treiberstufe und die fehlende Latenz des SAR-ADC bieten eine einzigartige Lösung für Anwendungen mit hoher Kanalanzahl, Multiplex-Signalkettenarchitekturen und Regelkreisen.
Die digitalen Funktionen umfassen die serielle Peripherieschnittstelle (SPI) Flexi-SPI, die den Datenzugriff über mehrere SPI-Modi sowie Offsetkorrektur, Verstärkungsanpassung und Mittelwertbildung ermöglicht und die Belastung des Host-Prozessors verringert. Ein breites Datentaktfenster, mehrere SDO-Lanes und eine optionale DDR-Datentaktung reduzieren die serielle Taktfrequenz bei voller Geschwindigkeit von 2 MSPS und erleichtern die Isolierung der DAQ-Lösung, wodurch die Verlustleistung und die elektromagnetischen Störungen reduziert werden. Der Echo-Taktmodus und der Host-Taktmodus des ADAQ4224 lockern die Timing-Anforderungen und vereinfachen die Verwendung digitaler Isolatoren.
Die serielle Benutzerschnittstelle mit Flexi-SPI, PGIA-Verstärkungssteuerungs und I2C-kompatiblem Temperatursensor ist unter Verwendung einer separaten VIO-Versorgung mit 1,2-V- bis 1,8-V-Logik kompatibel. Der Betrieb des ADAQ4224 ist von −40 °C bis +105 °C spezifiziert.
Wesentliche Eigenschaften und Vorteile
- Hochleistung
- Durchsatz: 2 MSPS, keine Latenz
- INL: ±1 ppm maximal von −40 °C bis 105 °C
- Gesamter Dynamikbereich des Systems: 128 dB typisch
- SNR: 106,5 dBFS typisch, THD: −122 dB typisch
- Offset-Fehlerdrift: +4,1 μV/°C maximal
- Verstärkungsfehlerdrift: +1,50 ppm/°C maximal
- Benutzerfreundliche Funktionen reduzieren die Systemkomplexität
- Anti-Aliasing-Filter zweiter Ordnung, 270 kHz
- High-Z PGIA-Verstärkungsoptionen: 1/3, 5/9, 20/9, 20/3
- Flexible externe Referenzspannung: 4,096 V oder 5 V
- Differenzielle Eingangsspannungsbereiche, ±REFIN/Gain: ±15 V, ±9 V, ±2,25 V, ±0,75 V
- Breiter Eingangs-Gleichtaktspannungsbereich: −8 V bis +10 V
- Niedriger Eingangsruhestrom: ±20 pA typisch
- Hochdichte Lösung reduziert den Platzbedarf des Systems
- 14 mm × 9 mm, 0,8 mm Raster, 178-Ball-CSP BGA
- 4-fache Platzersparnis im Vergleich zu gleichwertigen diskreten Lösungen
- Integrierter-Referenzpuffer mit interner VCM-Generierung
- Gesamtverlustleistung: 446 mW typisch bei 2 MSPS
- Elektrisch isolierter, 1,8 V I2C-kompatibler Temperatursensor
- Digitale Flexi-SPI-Schnittstelle
- 1, 2 oder 4 SDO-Lanes ermöglichen langsameren seriellen Taktgeber (SCK)
- Der Echo-Clock-Modus vereinfacht die Verwendung des digitalen Isolators
- Kompatibel mit 1,2 V bis 1,8 V Logik
- Schnittstelle mit PGIA-Verstärkungssteuerung (A0, A1)
- Erweiterte Sample-Auflösung auf 30 Bit
- Overrange- und Synchronisationsbits
Anwendungen
- Automatische Prüfvorrichtungen
- Maschinenautomatisierung
- Prozesssteuerungen
- Medizinische und industrielle Instrumentierung
- Digitale Regelkreise
Evaluierungsplatine
Der ADAQ4224 kann mit dem EV-ISO-4224-FMCZ oder dem EVAL-ADAQ4224-FMCZ evaluiert werden.
Blockdiagramme und Tabellen




